CN109240240A - 一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,属于烟气净化领域。该方法是绘制饱和空气焓湿度曲线,或等同曲线;之后获取所在城市或地区逐年的温度、湿度随时间变化数据,每天至少一个数据;将步骤前述获取的数据绘制于所得饱和空气焓湿度曲线中;获取的图表中的每个气象点对饱和线做切线,切线的右下侧即为脱白控制区,烟气调节至该区域便可达到优于上述特点气象点时的脱白,脱白控制线与饱和线在低温侧围成的区域则构成脱白天数控制区,落在该区域内的点数即为发生白烟的天数。本发明技术方案有助于对历年的气象数据和排烟参数进行梳理,确立科学的白烟控制目标,和经济合理的冷凝——升温工艺的温度点控制路径,给工程建设提供决策和设计依据。
Description
技术领域
本发明属于烟气净化领域,具体涉及一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法。
背景技术
随着燃煤电厂超低排放的实施,烟气中的颗粒物、SO2、NOx等污染物等都得到不同程度的有效控制,但由于湿法脱硫后烟气温度较低,饱和湿烟气与环境空气接触并逐步降温的过程中形成绵延几百米乃至数公里的白色烟羽,造成视觉污染,给周围居民生活造成较大困扰;同时高湿环境促进一次污染物的二次转化,并形成逆湿层阻碍污染物的进一步扩散,是局部雾霾形成的来源之一。针对这一现象,部分地方环保部门已出台了湿烟羽治理的相关政策,各主要城市和地区出台的标准汇总如下:
●上海市
上海市环保局于2016年1月29日发布了《燃煤电厂大气污染物排放标准》(DB31/963-2016),要求“燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象”,通过加强对其的测试,规范控制其带来的污染。
http://www.sepb.gov.cn/fa/cms/shhj/shhj2024/shhj2038/2016/02/
91580.htm
2017年6月6日,上海市环保局发布了《上海市燃煤电厂石膏雨和有色烟羽测试技术要求(试行)》,确定了该要求的适用范围,对石膏雨和有色烟羽进行了定义,并从烟温测试,有色烟羽观测和石膏雨沉降测试三方面提出测试要求,同时给出了评估标准。
http://www.sepb.gov.cn/fa/cms/xxgk/AC45/AC4508000/AC4508003/2017/06/
96352.htm
要求:采取烟气加热技术的,正常工况下排放烟温应持续稳定达到75℃以上,冬季(每年11月至来年2月)和重污染预警启动时排放烟温应持续稳定达到78℃以上;采取烟气冷凝再热技术且能达到消除石膏雨和白色羽同等效果的,正常工况下排放烟温必须持续稳定达到54℃以上,冬季和重污染预警启动时排放烟温应持续稳定达到56℃以上。采取烟气加热或烟气冷凝再热技术的燃煤电厂可免于测试但不得无故停运相关设施。
●浙江省
2017年8月28日,浙江省环保厅发布了浙江省强制性地方环境保护标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(征求意见稿),要求“燃煤发电锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象”。其中明确了需要进行治理的电厂,并提出了可以通过MGGH消除“石膏雨”、“白色烟羽”,还给出了该技术需要控制的烟囱出口烟气温度。
http://www.zjepb.gov.cn/art/2017/8/28/art_1201983_13444986.html
●邯郸市
2017年10月16日,邯郸市大气污染防治工作领导小组办公室发布《邯郸电厂和重点行业无组织排放治理实施意见》(《邯气领办【2017】112号》),明确提出,2017年12月底前,各类电力企业要消除烟囱冒白烟问题。
●天津市
2017年10月21日,天津市环保局发布了《关于进一步加强我市火电、钢铁等重点行业大气污染深度治理有关工作的通知》中提出“多个行业锅炉应采取烟温控制及其他有效措施消除石膏雨、有色烟羽等现象”,明确提出除安装WESP外的燃煤锅炉等应通过采用相应技术降低烟气排放温度和含湿量来消除石膏雨、有色烟羽等现象,并在附件中给出了《石膏雨和有色烟羽定义》。
●徐州市
《江苏省大气污染防治条例条例》对燃煤锅炉实施超低排放提出了明确的要求,并出台了《关于推进燃煤发电机组大气污染物超低排放示范工程的通知》。对烟气温度的排放要求据了解目前也正在制订,2018年将出台具体的排放温度要求。
徐州市人民政府办公司2018年4月24日发文《关于加快推进全市燃煤发电企业烟气综合治理的通知》,要求今年7月底前,全市电力企业要完成除湿降尘脱白工程,基本消除有色烟羽,烟气综合排放标准为:夏季(4—10月)冷凝后烟温达到47度以下,烟气含湿量10.4%以下,冬季(11月—次年3月)冷凝后烟温达45℃以下,烟气含湿量9.5%以下。
可见,由于我国幅员辽阔,各地区气相条件、燃煤条件差别较大,各地规则不一,因此采用科学的确定湿法脱硫后烟气脱白控制线的方法尤为必要。
发明内容
本发明是针对上述存在的技术问题提供一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,该方法包括如下步骤:
第一步,确定控制线,所述的控制线通过如下方法进行确定:
步骤1:绘制饱和空气焓湿度曲线,或等同曲线;
步骤2:获取所在城市或地区温度及相对湿度随时间变化数据,每天至少一个数据,每天收集数据的总和为p,收集数据的天数m,收集数据总和为m*p;
步骤3:将步骤2中获取的数据绘制于步骤1所得饱和空气焓湿度曲线中,对应得到相应的气象点;
步骤4:将步骤3中获取的气象点对饱和空气焓湿度曲线做切线;
步骤5:对步骤4中所得各切线的斜率按照由小到大进行排序,其编号依次为0,1,2,…,m*p-1;其中:定义任意一个斜率大小的编号为n,0≤n≤m*p-1;
步骤6:根据步骤5中的得到的斜率确定控制线;
其中:(m*p-n)/(m*p)*100,即为不同数值的控制线,斜率最小的切线为最为严格的白烟控制线,对应该状态下的脱白天数控制区即为100%无白烟天数控制区,对应的切线为100%无白烟天数控制线;
第二步,脱硫塔装置的冷凝和升温能力的设计;
定义:临界点D为不同数值的控制线与饱和空气焓湿度曲线的交点的烟气参数点,
定义:A点为湿法脱硫装置排放湿烟气的初始状态的烟气参数点;
定义:B点为饱和空气焓湿度曲线中A点和临界点气象D点之间的任意一烟气参数点,该点为装置运行能耗最低烟气参数设计点;
所述装置运行能耗最低参数设计点是根据装置进行降温至B点所需的成本和装置进行升温至不同数值的控制线所需的成本的最低成本组合;
定义:脱硫塔装置的冷凝能力为饱和空气焓湿度曲线中A点降温至B点所需的温度;
脱硫塔装置的升温能力为饱和空气焓湿度曲线中B点升温至不同数值的控制线所需的温度;
第三步,利用控制线进行调节湿法脱硫后烟气白色烟羽的方法,具体如下:
S1:以环境气象点对饱和空气焓湿度曲线做切线,该切线为环境气象切线;
S2:B’为饱和空气焓湿度曲线中A点和临界点气象D点之间的任意一气相数据点,该点为装置运行能耗最低烟气参数点;
所述装置运行能耗最低烟气参数点是根据装置进行降温至B’所需的成本和装置进行升温至环境气象切线所需的成本的最低成本组合。
本发明技术方案中:步骤1)中所述的饱和空气焓湿度曲线是以温度为横坐标,水蒸气分压为纵坐标;所述的等同曲线是以温度为横坐标,相对湿度或者含湿量为纵坐标绘制的曲线。
本发明技术方案中:步骤2)中收集数据的时间为≥1个日历年。
本发明技术方案中:步骤2)中收集数据的时间为1~5个日历年。
本发明技术方案中:步骤2)中收集数据的时间为每年的10月至次年4月。
本发明技术方案中:步骤2中每天收集p个数据,p≥1,收集每个数据的间隔时间为(24/p)h。
本发明技术方案中:步骤2中每天收集p个数据,20≤p≤80。
本发明技术方案中:将步骤2中每天收集p个数据采用如下方法进行筛选:
步骤a:绘制饱和空气焓湿度曲线,或等同曲线;
步骤b:将每天收集p个数据绘制于步骤a所得饱和空气焓湿度曲线中,得到相应的气象点;
步骤c:将步骤b中获取的气象点对饱和空气焓湿度曲线做切线;
步骤d:对步骤c中所得各切线的斜率按照由小到大进行排序,选取斜率最小的气相点数据作为当天的数据。
本发明技术方案中:切线及切线右下侧所在的区域即为脱白控制区,原始烟气经温度和湿度调节至该区域便可达到脱白,脱白控制线与饱和线在低温侧围成的区域则构成脱白天数控制区,落在该区域内的点数即为发生白烟的天数,通过调整不同的斜率,便可实现不同比例天数的脱白。
图1为烟气脱白的原理图。
燃煤电站锅炉经湿法脱硫后的烟气温度降至45~55℃,此时烟气通常为饱和湿烟气,烟气中含有大量水蒸汽。若烟气由烟囱直接排出,进入温度较低的环境空气,烟气温度逐步降低,烟气中的水蒸汽凝结形成湿烟羽。
烟气含湿量是指湿烟气中与1kg干烟气同时并存的水蒸气的质量(克),单位g/kg干烟气。在一定温度下,烟气容纳水蒸气的能力是有限度的。图1将烟气排烟形成白烟的过程以焓湿图上表示,曲线为相对湿度为100%的空气中含湿量随温度的变化曲线,A点为排放湿烟气的初始状态(湿法脱硫后的排烟温度通常为45~60℃的饱和烟气),C1、C2点为不同的环境空气状态即烟气的最终状态(按江苏地区通常的大气环境温度),从C1、C2作饱和曲线的切线分别形成切点M1和M2。从烟囱排放的烟气不断与大气环境中的烟气混合,由于大气环境的容量较大,一般认为环境状态点保持不变(即图中的C1和C2点),而烟囱排放的烟气在与大气不断的混合中不断的趋近大气环境的状态,以大气环境为C1状态时,烟囱排放的烟气A会不断的逼近C1状态点,即沿着A-C1的连线逼近。从A-M1点的变化过程中,排烟与大气的局部混合气体(此处应认为排烟是关注的主体)一直处于过饱和状态,因此沿饱和湿度曲线变化到M1点,饱和湿烟气中水蒸气发生相变冷凝成液态,冷凝液不断产生,湿烟气中的水分凝结成小液滴,也即形成“白色烟羽”;过了M1点后,排烟与大气的局部混合气体(此处应认为排烟是关注的主体)处于不饱和状态,因此由M1点沿直线变化到环境状态C1点,排烟的温湿度逐渐变化至环境温湿度,白色烟羽消失,可见白烟的长度取决于A-M1饱和线的长度;同样的,由A点变化到环境温度更低的C2点的过程也类似,只不过“白色烟羽”的长度更长。由此可见,湿烟气从烟囱排出后是否会出现白烟及出现白烟的长度,不仅与烟气的温度及含湿量(A点位置)有关,而且与它周围环境空气的温度、湿度(即C1,C2点位置)有关,只要湿烟气初始状态点与环境状态点的连线与饱和湿度曲线相交,就会产生“白色烟羽”,环境温度越低、湿度越大,“白色烟羽”越长。
从白色烟羽的形成机理可知,要消除白色烟羽需使得湿烟气初始状态点与环境状态点的连线与饱和湿度曲线不相交,其临界点便是湿烟气初始状态点与环境状态点的连线与饱和湿度曲线相切。
本发明技术方案中:脱白的控制机理在于如何通过一定的温湿度调节手段控制湿烟气初始状态点与环境状态点的连线与饱和湿度曲线不相交,对每个气象点对饱和线做切线,切线的右下侧即为脱白控制区,烟气调节至该区域便可达到优于上述特点气象点时的脱白,脱白控制线与饱和线在低温侧围成的区域则构成脱白天数控制区,落在该区域内的点数即为发生白烟的天数,通过调整不同的斜率,便可实现不同比例天数的脱白。可以预见,对于特定范围的气象数据其构成的一系列切线簇,其斜率最小的切线为最为严格的白烟控制线,对应该状态下的脱白天数控制区即为100%无白烟天数控制区,对应的切线为100%无白烟天数控制线,该状态时脱白天数控制区内部无气象数据点。
脱白临界点计算:如图7,已知C点状态(xc,yc)和A点状态(xa,ya)(其中C点是环境的温度和湿度,A点是烟气的温度和湿度),求M点状态(xm,ym),M点为烟气和空气混合后不产生白烟的临界点。
过C点作曲线Φ-t的切线,与过A点作X轴的平行线相交于M点,CM与曲线的切点为D(xd,yd)。
曲线Φ-t方程:
y=f(x)
直线CM方程:
y-yc=(x-xc)f‘(xd)
点D在曲线Φ-t和直线CM上:
yd=f(xd)
yd-yc=(xd-xc)f‘(xd)
消去yc,得到关于xc的一元方程:
f(xd)-xdf‘(xd)+xcf‘(xd)-yc=0
令F(x)=f(x)-xf‘(x)+xcf‘(x)-yc,用牛顿迭代法求F(x)=0的根xd。
x1=xc
xn+1=xn-F(xn)/F‘(xn)
ym=ya
xm=xc+(ya-yc)/f‘(xd)
本发明的有益效果:
科学确定湿法脱硫后烟气脱白控制线的方法的有益效果:
1、有助于对历年的气象数据和排烟参数进行梳理,确立科学的白烟控制目标,和经济合理的冷凝——升温工艺的温度点控制路径,给工程建设提供决策和设计依据;
2、对于已建工程,可根据脱白控制线结合实际气象数据和排烟参数,确定冷凝——升温最佳的温度控制点,降低运行成本,提升脱白效果。
附图说明
图1为烟气脱白的原理图。
图2为绘制的饱和空气焓湿度曲线。
图3为本发明实施例1收集一年的温度、湿度随时间变化数据。
图4为将获取的数据绘制于饱和空气焓湿度曲线。
图5为将图表中的每个气象点对饱和线做切线。
图6为控制白烟温降温升控制途径。
图7为脱白临界点计算图。
图8为不同组合下的运行能耗的比较曲线。
图9是以环境气象点K对饱和空气焓湿度曲线做切线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1
一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,该方法包含如下步骤,
步骤1:绘制饱和空气焓湿度曲线,如图2;
步骤2:获取所在城市或地区一年的温度、湿度随时间变化数据,每天至少一个数据;如图3,本实施例中每天是每天收集48个数据,每个数据的间隔时间为30min。
步骤3:将步骤2中获取的数据绘制于步骤1所得饱和空气焓湿度曲线中,如图4。
步骤4:将步骤3中获取的图表中的每个气象点对饱和线做切线,切线的右下侧即为脱白控制区,烟气调节至该区域便可达到优于上述特点气象点时的脱白,脱白控制线与饱和线在低温侧围成的区域则构成脱白天数控制区,落在该区域内的点数即为发生白烟的天数,如图5;
步骤5:对步骤4中所得斜率进行倒序排序,如表1;
编号指数据的自然序号,不随后面各列的排序而变,编号从0,1,2,……开始编,也指不产生白烟的天数
日历序号是指对应的日历天数,比如1月1日为日历序号1,1月2日为日历序号2,1月3日为日历序号3,以此类推。
日最低斜率和截距是指按步骤4得到的切线的斜率和截距,根据切线的斜率和截距可确定方程,当每天的数据只有1个数据时,仅指该数据点对饱和线作切线所得的斜率和截距;当一天中有多个数据点时,指每个数据点对饱和线作切线,所得的斜率的最小数为日最低斜率,所对应的切线的截距为表格中的截距
温度、湿度为对应第二列日历序号那天的,日最低斜率所对应的那个温度和湿度点
水蒸气分压(Pa)是根据所获取的相对湿度(%)折算的水蒸气分压,具体而言就是相对湿度(%)乘上对应温度所对应的饱和蒸气压
控制线为不产生白烟天数占全年总天数的比例,编号为0的数据行为100%控制线,编号最大的数据行为0%控制线,其余数据行按此折算。
步骤6:根据所需控制无白烟的时间,根据步骤5中的序号确定控制线;见上。
以100%控制线为例,将每天p个点斜率排序后,得出每天的最低斜率,将一年中的最低斜率数据排序在表1中,年最低斜率(临界气象点)为47.65,对应温度1.1℃,相对湿度100%,将该点对饱和线做切线,即为100%无白烟控制线;以此类推可以得到不同控制程度的白烟控制线。
步骤7:根据步骤6得到的控制线进行工艺设计。
表1
第二步,脱硫塔装置的冷凝和升温能力的设计;
定义:临界点D为不同数值的控制线与饱和空气焓湿度曲线的交点的烟气参数点;
临界点计算:
定义:A点为湿法脱硫装置排放湿烟气的初始状态的烟气参数点;
定义:B点为饱和空气焓湿度曲线中A点和临界点气象D点之间的任意一烟气参数点,该点为装置运行能耗最低烟气参数设计点;
所述装置运行能耗最低参数设计点是根据装置进行降温至B点所需的成本和B点升温至不同数值的控制线(E点)所需的成本的最低成本组合;
定义:脱硫塔装置的冷凝能力为饱和空气焓湿度曲线中A点降温至B点所需的温度;
脱硫塔装置的升温能力为饱和空气焓湿度曲线中B点升温至不同数值的控制线所需的温度;
图6给出了控制白烟温降温升控制途径,要达到同样的控制线其途径可以有多种不同的升降温选择,表2则给出了这些选择的定量结果汇总,可见在同等的控制条件下,温降越大温升越小,反之亦然。
假设脱硫塔出口烟气温度为50℃,当采用直接升温时,100%控制线的升温幅度约为196℃,90%控制线的升温幅度约为109.6℃,而80%控制线的升温幅度约为85℃,能耗差别较大;
而冷凝2℃后,即排烟温度降至48℃时,100%控制线的升温幅度约为173℃,90%控制线的升温幅度约为95.8℃,而80%控制线的升温幅度约为73.9℃,分别较直接升温法减少温升23℃、13.8℃和11.1℃,分别为降温幅度的11.5倍、6.9倍和5.55倍,降温对其升温幅度的影响显著,对100%控制线尤为如此;
冷凝5℃后,即排烟温度降至45℃时,100%控制线的升温幅度约为143℃,90%控制线的升温幅度约为77℃,而80%控制线的升温幅度约为59℃,分别较直接升温法减少温升52℃、32℃和26℃,分别为降温幅度的10.5倍、6.4倍和5.2倍;
冷凝10℃后,即排烟温度降至40℃时,100%控制线的升温幅度约为102℃,90%控制线的升温幅度约为52.83℃,而80%控制线的升温幅度约为39.29℃,分别较直接升温法减少温升94℃、56℃和45℃,分别为降温幅度的9.4倍、5.6倍和4.5倍;冷凝15℃后,结论相似;当冷凝20℃后,即排烟温度降至30℃时,100%控制线的升温幅度约为46℃,90%控制线的升温幅度约为20.6℃,而80%控制线的升温幅度约为14℃,分别较直接升温法减少温升149℃、88.9℃和71℃,分别为降温幅度的7.5倍、4.4倍和3.5倍;可见当温度降得很低时升温幅度显著降低。
表2白烟控制路径分析
具体冷凝和升温点的确定要根据当地气象条件、控制要求、冷热源条件进行技术经济比选后确定。具体来说:
定义函数为F(Xb)=F1(XB)+F2(XB)
其中F1(Xb)为A->B的能耗函数
F2(Xb)为B->N的能耗函数
求出F(Xb)的最小值即为最终调节方式。
以上述例子数据,假设电费0.245元/度,蒸汽125.73元/吨,可计算出在不同组合下的运行能耗的比较曲线,如图8,选取最低值即为最佳值。
此例中,100%控制线的最佳冷凝温度为34℃,90%控制线的最佳冷凝温度为37℃,80%控制线的最佳冷凝温度为40℃。假设本例中选取80%控制线作为设计点,那么设计的冷凝能力便是50℃降温至40℃,升温能力便是40℃升温至79.29℃,通常设计点会放一点裕度,比如设计降温能力至38℃,设计升温至80℃。
第三步,利用控制线进行调节湿法脱硫后烟气白色烟羽的方法,具体如下:
S1:以环境气象点K对饱和空气焓湿度曲线做切线,该切线为环境气象切线(如图9);
S2:B’为饱和空气焓湿度曲线中A点和临界点气象D点之间的任意一气相数据点,该点为装置运行能耗最低烟气参数点;
所述装置运行能耗最低烟气参数点是根据装置进行降温至B’所需的成本和B’升温至环境气象切线所需的成本的最低成本组合。
根据上述确定的最优点进行调节装置的运行工况,达到节能的目的。
还是以上述案例数据为例,环境气象点K(温度为8℃,相对湿度78%)对饱和线作切线,得到环境气象切线,此时无白烟控制目标的实现只需将烟气从A冷凝至B’而后升温至E’即可。为了获取最为经济合理的B’点,进行冷凝—升温组合能耗的计算,获取最小能耗的冷凝—升温组合点,计算方法同上一步骤,此例中最佳的B’点为44℃,E’为65℃。
这样通过实时获取环境温度、湿度的情况便可调节烟气冷凝—升温组合的控制点,实现运行能耗的最优。
Claims (10)
1.一种确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:该方法包含如下步骤,
步骤1:绘制饱和空气焓湿度曲线,或等同曲线;
步骤2:获取所在城市或地区温度及相对湿度随时间变化数据,每天至少一个数据,每天收集数据的总和为p,收集数据的天数m,收集数据总和为m*p;
步骤3:将步骤2中获取的数据绘制于步骤1所得饱和空气焓湿度曲线中,对应得到相应的气象点;
步骤4:将步骤3中获取的气象点对饱和空气焓湿度曲线做切线;
步骤5:对步骤4中所得各切线的斜率按照由小到大进行排序,其编号依次为0,1,2,…,m*p-1;其中:定义任意一个斜率大小的编号为n,0≤n≤m*p-1;
步骤6:根据步骤5中的得到的斜率确定控制线;
其中:(m*p-n)/(m*p)*100,即为不同数值的控制线,斜率最小的切线为最为严格的白烟控制线,对应该状态下的脱白天数控制区即为100%无白烟天数控制区,对应的切线为100%无白烟天数控制线。
2.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤1)中所述的饱和空气焓湿度曲线是以温度为横坐标,水蒸气分压为纵坐标;所述的等同曲线是以温度为横坐标,相对湿度或者含湿量为纵坐标绘制的曲线。
3.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤2)中收集数据的时间为≥1个日历年。
4.根据权利要求3所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤2)中收集数据的时间为1~5个日历年。
5.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤2)中收集数据的时间为每年的10月至次年4月。
6.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤2中每天收集p个数据,p≥1,收集每个数据的间隔时间为(24/p)h。
7.根据权利要求1或5所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:步骤2中每天收集p个数据,20≤p≤80。
8.根据权利要求4所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:将步骤2中每天收集p个数据采用如下方法进行筛选:
步骤a:绘制饱和空气焓湿度曲线,或等同曲线;
步骤b:将每天收集p个数据绘制于步骤a所得饱和空气焓湿度曲线中,得到相应的气象点;
步骤c:将步骤b中获取的气象点对饱和空气焓湿度曲线做切线;
步骤d:对步骤c中所得各切线的斜率按照由小到大进行排序,选取斜率最小的气相点数据作为当天的数据。
9.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:切线及切线右下侧所在的区域即为脱白控制区,原始烟气经温度和湿度调节至该区域便可达到脱白,脱白控制线与饱和线在低温侧围成的区域则构成脱白天数控制区,落在该区域内的点数即为发生白烟的天数,通过调整不同的斜率,便可实现不同比例天数的脱白。
10.根据权利要求1所述的确定湿法脱硫后烟气白色烟羽控制线的方法,其特征在于:根据计算得到的不同数值的控制线进行工艺设计,所述的工艺设计是通过冷凝或升温方式调节烟气的状态至相应的控制线。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110362138A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-22 | 广州市天工开物科技有限公司 | 一种比对废气处理装置内外湿涵差控制装置及控制白色烟羽的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1015328C1 (nl) * | 2000-05-29 | 2000-06-07 | Afvalstoffen Terminal Moerdijk | Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van zwaveloxiden uit rookgassen. |
CN202315653U (zh) * | 2011-11-10 | 2012-07-11 | 南京圣诺热管有限公司 | 用于降低湿法脱硫***排烟湿度的装置 |
CN107344052A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-14 | 国电科学技术研究院 | 烟气净化与烟羽控制方法及装置 |
CN107648978A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 中冶华天工程技术有限公司 | 湿法脱硫烟气消除烟羽***及方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1469829A (en) | 1974-09-02 | 1977-04-06 | Seitetsu Kagaku Co Ltd | Process for treating a flue gas from a furnace |
KR20160074325A (ko) * | 2014-12-18 | 2016-06-28 | 주식회사 나우드림 | 기상변화에 따른 전력수요지수 예측 시스템 및 그 방법 |
CN108930971A (zh) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种湿法脱硫、脱硝的尾气除白烟装置及方法 |
CN108592068A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-09-28 | 烟台羽林节能科技有限公司 | 一种利用脱硫浆液的余热消除烟囱冒白烟的***及工艺 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1015328C1 (nl) * | 2000-05-29 | 2000-06-07 | Afvalstoffen Terminal Moerdijk | Werkwijze en inrichting voor het verwijderen van zwaveloxiden uit rookgassen. |
CN202315653U (zh) * | 2011-11-10 | 2012-07-11 | 南京圣诺热管有限公司 | 用于降低湿法脱硫***排烟湿度的装置 |
CN107344052A (zh) * | 2017-08-15 | 2017-11-14 | 国电科学技术研究院 | 烟气净化与烟羽控制方法及装置 |
CN107648978A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-02-02 | 中冶华天工程技术有限公司 | 湿法脱硫烟气消除烟羽***及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
胡鑫等: "湿法脱硫烟气"消白"工艺探索", 《化肥设计》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110362138A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-22 | 广州市天工开物科技有限公司 | 一种比对废气处理装置内外湿涵差控制装置及控制白色烟羽的方法 |
CN110362138B (zh) * | 2019-08-13 | 2024-04-19 | 广州市天工开物科技有限公司 | 一种比对废气处理装置内外湿涵差控制装置及控制白色烟羽的方法 |
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US20200191998A1 (en) | 2020-06-18 |
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